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【摘 要】在设计余热电站的过程中，首先需要取得热源的热工基础数据，而这个基础数据的取得就要由热工标定系统完成。针对需要建设余热锅炉的工业现场工作环境差，布点分散，条件艰苦的特点，本设计采用了基于分布式数据采集终端的热工标定系统，大大提高了工作效率，简化了工作内容，非常适合于余热电站设计部门使用。
【关键词】热工标定 测量终端 余热锅炉
0.引言：
循环经济已经成为全世界关注的热点问题，这种经济运行方式以3R原则（即Reduce、Reuse、Recycle）为核心，以“资源-产品-再生资源”生产方式为经济增长模式，将是未来经济运行方式的主流。在循环经济原则中Reduce的核心是减少资源的使用量，这就需要提高资源的利用效率。对于单个的工业过程，一种资源在使用的同时又可能伴生一些废弃物，如得不到有效的使用就会形成资源浪费，降低资源的利用效率，比如钢铁、水泥等行业的窑炉在生产过程中产生的大量的余热。建设余热电站是实现这种资源合理利用的有效方法，而确定机组容量，余热锅炉的蒸发量和蒸发形式、锅炉的结构形式等是建设余热电站时首先要做的工作。
在工程建设的初期，我们通过对窑炉做热工标定来得到一系列基础数据，根据这些数据来确定机组的容量，确定余热锅炉的蒸发量和蒸发形式、锅炉的结构形式。本文介绍了一种热工标定系统，通过本系统可以方便高效的得到建设电站所需的基础数据。
1.总体设计方案
本系统用来测量高温烟气的温度，压力，流量等数据。本系统由数据采集终端，通讯网络，上位计算机组成。其中数据采集终端由箱体，一次仪表，数据采集模块，电源系统组成。
2.系统硬件设计
2.1电源系统。通常一个系统都是由多个测量点组成，每个站点都要求测量一组数据，而这些站点又分布得比较分散，相对距离比较远。为了方便高效起见，测量终端由工地现场就地装设的原有电气检修箱供电，不再集中敷设供配电线路。
2.2一次仪表的选用。鉴于一般余热烟气的温度通常都在1200℃以下，系统的温度测量使用K型热电偶；压力的测量采用3051压力变送器，流量的测量采用皮托管和3051差压变送器。
2.3一次仪表的安装。温度仪表采用在工艺管道上焊装直性连接头的方式，将热偶通过螺纹连接到工艺管道上。压力和流量源的引出均通过装在工艺管道上的皮托管，皮托管通过法兰连接在工艺管道上。
2.4测量终端。测量终端里安装了如下设备：1.开关电源，用来给数据采集模块和压力/差压变送器供电。2.数据采集模块，用来采集系统的温度，压力，流量数据，并定期上传到上位计算机。本系统数据采集模块采用的是研华的数据采集模块 Adam 4019。Adam 4019是一个8通道的通用模拟量输入模块。它是一种万能输入数据模块，可以接受4～20mA，+/-10V，mV和热偶的混合输入，并支持对各个通道的单独配置，非常适合在热工标定场合使用。它的测量精度高，可以达到±0.1%。3.压力变送器，用来测量系统烟气的压力，每个终端可安装两台压力变送器，可以满足双烟道系统的测量需求。4.差压变送器，用来测量系统烟气的流量，每个终端可安装两台差压变送器，可以满足双烟道系统的测量需求。5.测量终端和测量点通过电缆和引压管连接。
2.5上位计算机系统。上位计算机系统主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的实现现场采集、数据处理。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统。
上位计算机系统放置在环境较好的办公室或值班室，由工控机和上位机软件组成。在工作的时候值班室有人值班，监视系统的工作情况，一旦发现异常，立即到现场处理。
3.系统软件设计
3.1上位机软件。根据工艺流程，编制上位机软件。上位机监视界面主要由有流程图和趋势图组成。流程图直观地反映了实时的工艺状态数据。趋势图则显示测量参数的趋势变化，同时也便于值班员发现现场故障。
3.2通讯协议的选用。上位机和下位机的通讯采用Modbus/RTU协议，因为测量点较为分散（500米左右），所以采用了较低的通讯速率，统一采用9600BPS，一位起始位，八位数据位，一位停止位，偶校验。Modbus/RTU协议采用了CRC16循环循环冗余校验码，这种校验码的检错能力很强，不但能检出离散错外，还能检出突发错，能以99.997%的概率检查出长度为17位的突发错，漏检概率为0.003%。
4.结果分析
图为使用本系统的温度数据，压力数据和流量数据
经过几个工程的应用，证明本系统使用方便，性能优良，极大的降低了工作人员的劳动强度，改善了工作环境，利用计算机的软件自带的数据分析功能，能方便地得出设计锅炉所需要的数据，为确定机组容量，锅炉结构形式提供了非常重要的基础数据。
参考文献：
[1]ADAM 4000 Data Acquisition Modules User's Manual
[2]MCGS 6.2用户手册
[3]阳宪惠，现场总线技术及其应用 1999第一版
[4]MODBUS协议中译本
[5]赵钦新等著，余热锅炉研究与设计，中国标准出版社，2010
【关键词】热工标定 测量终端 余热锅炉
0.引言：
循环经济已经成为全世界关注的热点问题，这种经济运行方式以3R原则（即Reduce、Reuse、Recycle）为核心，以“资源-产品-再生资源”生产方式为经济增长模式，将是未来经济运行方式的主流。在循环经济原则中Reduce的核心是减少资源的使用量，这就需要提高资源的利用效率。对于单个的工业过程，一种资源在使用的同时又可能伴生一些废弃物，如得不到有效的使用就会形成资源浪费，降低资源的利用效率，比如钢铁、水泥等行业的窑炉在生产过程中产生的大量的余热。建设余热电站是实现这种资源合理利用的有效方法，而确定机组容量，余热锅炉的蒸发量和蒸发形式、锅炉的结构形式等是建设余热电站时首先要做的工作。
在工程建设的初期，我们通过对窑炉做热工标定来得到一系列基础数据，根据这些数据来确定机组的容量，确定余热锅炉的蒸发量和蒸发形式、锅炉的结构形式。本文介绍了一种热工标定系统，通过本系统可以方便高效的得到建设电站所需的基础数据。
1.总体设计方案
本系统用来测量高温烟气的温度，压力，流量等数据。本系统由数据采集终端，通讯网络，上位计算机组成。其中数据采集终端由箱体，一次仪表，数据采集模块，电源系统组成。
2.系统硬件设计
2.1电源系统。通常一个系统都是由多个测量点组成，每个站点都要求测量一组数据，而这些站点又分布得比较分散，相对距离比较远。为了方便高效起见，测量终端由工地现场就地装设的原有电气检修箱供电，不再集中敷设供配电线路。
2.2一次仪表的选用。鉴于一般余热烟气的温度通常都在1200℃以下，系统的温度测量使用K型热电偶；压力的测量采用3051压力变送器，流量的测量采用皮托管和3051差压变送器。
2.3一次仪表的安装。温度仪表采用在工艺管道上焊装直性连接头的方式，将热偶通过螺纹连接到工艺管道上。压力和流量源的引出均通过装在工艺管道上的皮托管，皮托管通过法兰连接在工艺管道上。
2.4测量终端。测量终端里安装了如下设备：1.开关电源，用来给数据采集模块和压力/差压变送器供电。2.数据采集模块，用来采集系统的温度，压力，流量数据，并定期上传到上位计算机。本系统数据采集模块采用的是研华的数据采集模块 Adam 4019。Adam 4019是一个8通道的通用模拟量输入模块。它是一种万能输入数据模块，可以接受4～20mA，+/-10V，mV和热偶的混合输入，并支持对各个通道的单独配置，非常适合在热工标定场合使用。它的测量精度高，可以达到±0.1%。3.压力变送器，用来测量系统烟气的压力，每个终端可安装两台压力变送器，可以满足双烟道系统的测量需求。4.差压变送器，用来测量系统烟气的流量，每个终端可安装两台差压变送器，可以满足双烟道系统的测量需求。5.测量终端和测量点通过电缆和引压管连接。
2.5上位计算机系统。上位计算机系统主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的实现现场采集、数据处理。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统。
上位计算机系统放置在环境较好的办公室或值班室，由工控机和上位机软件组成。在工作的时候值班室有人值班，监视系统的工作情况，一旦发现异常，立即到现场处理。
3.系统软件设计
3.1上位机软件。根据工艺流程，编制上位机软件。上位机监视界面主要由有流程图和趋势图组成。流程图直观地反映了实时的工艺状态数据。趋势图则显示测量参数的趋势变化，同时也便于值班员发现现场故障。
3.2通讯协议的选用。上位机和下位机的通讯采用Modbus/RTU协议，因为测量点较为分散（500米左右），所以采用了较低的通讯速率，统一采用9600BPS，一位起始位，八位数据位，一位停止位，偶校验。Modbus/RTU协议采用了CRC16循环循环冗余校验码，这种校验码的检错能力很强，不但能检出离散错外，还能检出突发错，能以99.997%的概率检查出长度为17位的突发错，漏检概率为0.003%。
4.结果分析
图为使用本系统的温度数据，压力数据和流量数据
经过几个工程的应用，证明本系统使用方便，性能优良，极大的降低了工作人员的劳动强度，改善了工作环境，利用计算机的软件自带的数据分析功能，能方便地得出设计锅炉所需要的数据，为确定机组容量，锅炉结构形式提供了非常重要的基础数据。
参考文献：
[1]ADAM 4000 Data Acquisition Modules User's Manual
[2]MCGS 6.2用户手册
[3]阳宪惠，现场总线技术及其应用 1999第一版
[4]MODBUS协议中译本
[5]赵钦新等著，余热锅炉研究与设计，中国标准出版社，2010